铜金矿床成矿地质条件
2020-01-20 · 技术研发知识服务融合发展。
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吴川－四会断裂带控制了铜金矿床的产出和分布，但二者成矿地质条件及富集规律却有所不同。
一、铜矿床成矿地质条件
吴川－四会断裂带中铜矿床是在特定地质环境中形成的，吴川－四会构造带与东西向构造等复合控制含铜深源岩浆演化系列（即长江系列）的活动和分异成矿，这是成矿的关键性地质条件。
1.构造条件
（1）构造长期演化条件。吴川－四会构造带是长期多次活动的产物。由于构造带与郁南加里东期的华夏系褶皱构造带复合，故华夏系构造形迹受到吴川－四会构造带强烈改造、归并。吴川－四会NNE—NE向新华夏系构造也经历了早晚两期，早期产生NNE—NE向强烈褶皱和晚期为强大的动力变质带。前者如走向为20°～30°的春湾复式向斜，后者较大的有大王山动力变质带，兰源—江屯动力变质带和石狗动力变质带。古生代、晚三叠世地层以及燕山早期花岗岩受到强烈的挤压破碎，产生糜棱岩或糜棱岩化和片理化。晚期新华夏系复合于早期构造带中，产生数条平行排列的NNE向断裂带，断裂带中有强烈的硅化作用，形成宽数米至数十米的NNE向硅化岩带，或NNE向推覆构造带。
构造带多次发生发展复合作用，为岩浆发生发展演化提供了热动力和活动的空间条件。
（2）构造应力强度和作用深度条件。吴川－四会构造带北延至仁化长江与江西安徽的赣江－郯庐断裂带相对应，长大于700km，宽小于100km，如春湾复向斜长轴约90km，宽7～15km。动力变质带延伸长达50～70km，宽3～15km。因此，吴川－四会构造带其构造应力强度和作用深度很大，是切穿地壳进入地幔的深大断裂带，物探重力场差异明显和磁场资料也证明这一点。
由于吴川－四会断裂带是深大断裂带，不仅为壳源（浅源）岩浆，也为幔源（深源）岩浆活动提供了有利的条件。
（3）构造复合条件。吴川－四会构造带不仅与NE向华夏系构造复合，也与SN向和EW向构造交叉，尤其是与EW向构造带汇合部位，如与高要一惠来EW向构造带、南岭纬向构造带的汇合部位，构造沿着早期发育的构造带发育深度更大，有利于深源（幔源）岩浆演化上升，为成矿岩体的侵入或喷溢提供了有利条件。
2.岩浆条件
吴川－四会构造带中以斑岩型铜多金属矿床为主，因此，岩浆是提供成矿物质的关键条件，尤其是深源的长江花岗岩系列，是铜多金属的成矿母岩。
（1）岩浆组分条件。①富含铜多金属等成矿元素：根据构造带内铜矿床中的成矿岩体统计，岩体中铜等成矿元素比克拉克值高。大宝山斑岩铜多金属矿床中，次英安斑岩和花岗闪长岩斑岩铜含量高出克拉克值4～8倍；石菉铜矿床中，石英闪长玢岩和花岗闪长岩铜含量为56×10-6，为克拉克值的1.87倍。②成岩岩体的岩性和岩石化学特征：幔源为主的长江岩浆演化系列的成矿岩石类型虽然都是中酸性岩，但岩石种类较多，有次英安斑岩、花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩、花岗斑岩等。这些岩体多为超浅成的次火山岩，或浅成的小侵入岩体。
成矿的次英安斑岩的SiO2为64.9%～65.0%,MgO为1.97%～2.13%,w（K2O）＞w（Na2O），其比值为1.25～2.40；石英闪长玢岩的SiO2为68.10%～69.5%,MgO为1.00%～1.40%,w（K2O）＞w（Na2O），比值为1.25～1.64；花岗闪长斑岩的SiO2为62.89%～67.46%,MgO为1.05%～2.40%,w（K2O）＞w（Na2O），比值为1.01～2.99。总之，铜多金属成矿的斑岩体属中酸性岩体，w（K2O）＞w（Na2O）。
铜多金属成矿的岩体，因其岩性不同其成矿作用略有不同。次英安斑岩和石英闪长玢岩形成规模较大的铜多金属矿体，并且伴生银等多种有用元素，如大宝山斑岩铜多金属矿床；花岗闪长斑岩和花岗闪长岩体，除铜多金属成矿作用外，还有铁矿物富集成矿体，如阳春芒饿岭铜铁矿床，英德金门等小型铁、铜多金属矿床；二长花岗斑岩体的铜多金属矿化，往往伴生钼矿化。
（2）岩浆来源条件。铜多金属成岩矿体，主要来源于深源或以上地幔源为主。大宝山、曲江宝坑、新兴天堂等铜多金属矿床的次英安斑岩、石英闪长玢岩、石英闪长斑岩和花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩等，主要来源于上地幔为主的源区，在第二章中已有论述，在此不在赘述。
（3）岩浆分异条件。岩浆分异明显，既有结晶分异，又有气液分异（或称液态分离）。结晶分异和气液分异结果往往产生岩体相变和气液的交代作用。成矿元素（铜铅锌银等）随着结晶分异和气液分异作用，运移富集于岩体的边缘或外接触带的断裂带中形成矿体。表5-1中成矿岩体及其围岩矿体中富含F和Cl等证明这一点。随着岩浆的结晶分异和气液分异，铜多金属等成矿元素，随着分异作用富集成矿，往往是形成以岩体为中心的铜→锌、铅→银、金的成矿带，如新兴天堂矿区，矿化自岩体向围岩有明显分带现象，其顺序是：辉钼矿→黄铜矿、黄铁矿→方铅矿、闪锌矿→方铅矿。岩浆分异结果亦引起蚀变的分带性，由岩体向围岩为钾化、沸石化→绢英岩化→夕卡岩化（灰岩围岩）→绿泥石化、硅化、绢云母化→硅化、碳酸盐化。因此，结晶分异和气液分异是成矿岩体能富集成矿体的重要条件，岩浆分异不明显，成矿元素不可能从岩浆中迁移富集，因而也就不能形成矿体。
表5-1 岩石中多元素化学分析结果（wB/10-6）
（4）岩浆自交代作用。岩浆自交代作用石是成矿的重要因素之一，成矿元素在自交代过程中结晶出有用矿物富集成矿体。不同的岩性和地质环境，产生不同的自交代作用。如大宝山铜多金属矿床，在次英安斑岩中，产生黑云母化、钾长石化。曲江小坑梅子坪钼铜矿化的花岗斑岩，钾长石化和黑云母化作用强，有辉钼矿和磁铁矿晶出。在黑石岗花岗闪长岩中，岩浆自交代作用以白云母化为主，即岩浆结晶晚期挥发分等集中而产生白云母化。白云母交代早期晶出的斜长石等，在白云母集合体中有黄铁矿等晶出，形成黄铁矿体。
3.围岩条件
脆性的围岩对成矿有利。构造应力作用下，性脆的围岩易产生裂隙，为矿化富集提供有利的空间条件。从吴川－四会断裂带中已探明的大宝山特大型铜多金属矿床和阳春石菉大中型铜（钼）矿床，其成矿岩体围岩以灰岩为主，矿体主要赋存于灰岩中，因而灰岩是成矿最有利的围岩。构造应力作用下容易产生裂隙的花岗岩和砂岩等，也是成矿有利的围岩，如曲江小坑铜银矿床，成矿岩体的围岩为花岗岩，构造应力作用下产生多条断裂带，铜、铅、锌矿液沿断裂带充填交代形成较富的矿体。
围岩的化学成分对矿化富集也起促进作用。成矿岩体的外接触带为灰岩，则围岩的碳酸盐与岩浆中硅、铝等组分的作用，产生强烈的夕卡岩化，往往形成宽数十米至数百米的夕卡岩化带，即形成面型的接触交代变质带。在夕卡岩化带中铜、铅、锌富集成矿体。成矿岩体与花岗岩或砂岩等接触，则产生强的绢云母化或绢英岩化和硅化，黄铁矿、黄铜矿等分布在绢云母、白云母集合体中，并且主要沿着断裂破碎带富集形成矿体。
二、金矿床成矿地质条件
金矿床是在吴川－四会构造带发生发展演化过程中富集而成，含金的岩体或地层在构造压应力作用下，推覆构造及糜棱岩带形成过程中金产生运移集中，再加上浅源和深源富含金的花岗岩浆提供的少部分含金矿液等，从而在构造带中富集成矿。
1.构造条件
吴川－四会构造带早期是压扭性长期多次活动的构造，动力变质带发育，尤其是糜棱岩带多条平行强烈的发育（见图4-7），为形成蚀变糜棱岩型金矿床提供了有利条件。构造带发展的晚期，产生较多的以扭为主的扭压性断裂，为石英脉型金矿床的形成，提供了有利的空间条件。
吴川－四会构造带与EW向构造带汇合是金矿床形成的重要条件。吴川－四会构造带与佛岗—丰良EW向构造带汇合，控制清远新洲石英型金矿床；吴川－四会构造带与高要—惠来EW向构造带复合，控制高要河台蚀变糜棱岩型金矿床。
2.岩浆条件
燕山期富含金的深源长江系列花岗岩体是形成金矿床的条件之一。花岗岩岩浆有可能提供一部分金的来源，而且为金矿成矿热液提供部分组分，此外，也还可能提供一些伴生元素银、铋、铜、硫和砷。花岗岩岩浆分异出大量的SiO2，为金成矿热液提供主要成分，金成矿温度为中低温，花岗岩岩浆演化分异的热液把金运移到离成矿岩体较远的构造带中富集成矿。
3.热液条件
含金热液是吴川－四会构造带中金矿床成矿的重要条件，从已有研究得知，热液物质来源既有浅源、又有深源，成矿热液由弱酸性到弱碱性（pH=6.07～7.44）。
金成矿过程热液蚀变强烈，主要与硅化密切相关，硅化作用过程中金沉淀富集成矿。硅化作用沿着糜棱岩带或断裂带发育，形成金矿床。在金矿化过程中有绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、钠长石化、碳酸盐化。
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